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Enregistrement W3181404660 · doi:10.5194/hess-2021-234

Re-discovering Robert E. Horton's Lake Evaporation Formulae: New Directions for Evaporation Physics

2021· article· en· W3181404660 sur OpenAlexaboutno aff
Solomon Vimal, Vijay P. Singh

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueHydrology and Watershed Management Studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésEvaporationVapor pressureVapour Pressure DeficitPotential evaporationMathematicsHydrology (agriculture)MeteorologyGeologyThermodynamicsGeographyPhysicsChemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract. Evaporation from open water is among the most rigorously studied problems in hydrology. Robert E. Horton, unbeknownst to most investigators on the subject, studied it in great detail by conducting experiments and heuristically relating his observations to physical laws. His work furthered known theories of lake evaporation, but it appears that it got dismissed as simply empirical. This is unfortunate, because Horton’s century-old insights on the topic, which we summarize here, seem relevant for contemporary climate change-era problems. In re-discovering his overlooked lake evaporation works, in this paper we: 1) examine his several publications in the period 1915–1944 and identify his theory sources for evaporation physics among scientists of the late 1800s; 2) illustrate his lake evaporation formulae which require several equations, tables, thresholds, and conditions based on physical factors and assumptions; and 3) assess his evaporation results over continental U.S., and analyse the performance of his formula in a subarctic Canadian catchment by comparing it with five other calibrated (aerodynamic and mass transfer) evaporation formulae of varying complexity. We find that Horton’s method, due to its unique variable vapor pressure deficit (VVPD) term, outperforms all other methods by ~ 3–15 % of R2 consistently across timescales (days to months), and an order of magnitude higher at sub-daily scales (we assessed up to 30 mins). Surprisingly, when his method uses input vapor pressure disaggregated from reanalysis data, it still outperforms other methods which use local measurements. This indicates that the vapor pressure deficit (VPD) term currently used in all other evaporation methods is not as good an independent control for lake evaporation as Horton's VVPD. Therefore, Horton's evaporation formula is held to be a major improvement in lake evaporation theory which, in part, may: A) supplant or improve existing evaporation formulae including the aerodynamic part of the combination (Penman) method; B) point to new directions in lake evaporation physics as it leads to a "constant" and a non-dimensional ratio – the former is due to him, John Dalton (1802), and Gustav Schübler (1831), and the latter to him and Josef Stefan (1881); C) offer better insights behind the physics of the evaporation paradox (i.e. globally, decreasing trends in pan evaporation are unanimously observed, while the opposite is expected due to global warming). Curiously, his rare observations of convective vapor plumes from lakes may also help explain the mythical origins of Greek deity Venus and the dancing Nereids.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,025
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,008
Score d'incertitude au seuil0,022

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,025
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,002
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0020,007
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0010,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,017
Tête enseignante GPT0,246
Écart entre enseignants0,230 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2021
Routes d'admission1
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